ZWO ASI 071MC PRO CMOS Kamera İncelemesi

Bu yazımızda amatör astrofotoğrafçıların ulaşabileceği uygun fiyatlı ürünler sunan ZWO firmasının APS-C formatında ürettiği renkli sensöre sahip kamerayı detaylı olarak inceleyeceğiz.

Kameranın Dış Görünümü ve Fiziksel Özellikleri

ASI071, markanın diğer modelleri ile kıyaslandığında boyut olarak 1600 ve 2600 serisinin arasında bir model olarak göze çarpıyor. Kamera, alışık olduğumuz klasik ZWO tasarımına sahip olmakla birlikte bazı eklemeler de yapılmış.

Fotoğrafta 130mm’lik refraktör üzerinde kameranın boyutları karşılaştırmalı olarak görülebilir. Hemen üzerindeki 65mm’lik optik sistemde ise ZWO ASI 1600MM Pro görülüyor.

Örneğin kameranın teleskopa bağlandığı noktada optik eksendeki açısal farklılığı düzeltmek amacıyla (tilting) üç adet ayar vidası konumlandırılmış. Bu vidalar sayesinde optik eksenden gelen ışığın, kameranın sensörüne dik açıyla düşmesi sağlanıyor.

3 adet ayar vidasıyla 3mm’ye kadar tilt ayarı yapılabilir.

Ayrıca kameranın sensör bölgesinin hava geçirmezliğini arttırmak amacıyla kendi etrafında çevirmeli dişli sistem yerine vidalar eklenerek sensör haznesini tutan parçaların birbirine olan temas kuvveti arttılarak ekstra izolasyon arttırılmış.

Pro versiyonda sensör haznesi vida kullanılarak daha iyi izole edilmiş.
APS-C formatındaki kameranın boyutları oldukça büyük olmasına rağmen ağırlığı sadece 640 gram

Kameranın arka kısmında ise ZWO kameralarda görmeye alışık olduğumuz şekilde 12v girişi ve tümleşik USB 2.0 hub bulunuyor. Kameranın bilgisayar baglantısı USB 3.0 standartında olmasına rağmen USB 2.0 hub kullanılması yoğun data aktarımı yapan cihazların (örneğin usb 3.0 guide kamerası) baglanması açısından sorun oluştursa da filtre tekeri vb. cihazlar sorunsuzca çalışıyor. Ancak burada USB 3.0 hub kullanılmış olsaydı daha kullanışlı olabilirdi.

Arka kısımda yer alan iki çıkışlı USB 2.0 hub ve diğer baglantı arabirimleri.

Termo-Elektrik Soğutma Sistemi

Üretici verilerine göre kameranın ortam sıcaklığının 35 derece altına kadar aktif bir soğutma sistemine sahip olduğu belirtilmiş. Sahada yaptığımız denemelerde yaklaşık 20 derece ortam sıcaklığında sensörü -15 dereceye kadar sorunsuz bir şekilde soğutmayı başardık.

Ancak kameranın sensör haznesindeki yalıtımın yetersizliğinden ve argon gazı kullanılmamasından kaynaklı olarak çok hızlı bir şekilde soğutma yaptığınızda haznedeki nem sensörün üzerinde  yoğunlaştı. Tabi bu deneme deniz seviyesinde yaklaşık %85  bağıl nem bulunan bir ortamda 1 hafta boyunca yapıldığı için yoğun nemden kaynaklı olarak böyle bir durum oluştuğunu düşünülebilir. Sorunun çözümü için sensör haznesini kapatan vidalar çıkartılarak içeride yer alan  2 adet nem emici tableti mikrodalga fırında 2 dk boyunca ısıtılarak yeniden taktığımızda aynı sorun tekrar oluşmadı. Ancak bu sınıftaki bir kameradan daha iyi soğutma ve yalıtım performansı beklenebilir.

Buradan şu sonuca varılabilir; eğer kamerayı yoğun nemli ortamda uzun süre çalıştırırsanız nem alma tabletlerinin kapasitesi bu derece büyük sensörün düzgün şekilde soğutulması için yeterli gelmiyor. Bu durumda belli aralıklarla nem alıcı tabletleri çıkarıp kurutmanız gerekiyor. Bu yapılan işlemin kameraya herhangi bir zararı yok zira üreticinin web sayfasında bu işlemin nasıl yapılacağı detaylı olarak anlatılmış. ayrıca üreticiden bu tabletlerin yedeğini de temin edebilirsiniz ancak bu tabletler kurutularak tekrar kullanılabilir olduğundan uzun süre sorunsuzca işinizi görecektir.

Ön camda nemin yoğunlaşmasını engellemek için kameranın yazılımından açıp kapatılabilen aktif ısıtma sistemi yer alıyor. Ayrıca sensör haznesindeki iki adet tablet nem tutucu da nemin giderilmesine katkı sağlıyor.

Burada dikkat edilmesi gereken kullandığınız görüntüleme yazılımında sensörün tam güçte çok hızlı şekilde soğutulması yerine yaklaşık 10 dakikalık bir süre içinde istediğiniz sıcaklığa inmesini sağlamak daha faydalı olacaktır.. Aksi takdirde bir anda oluşan yüksek sıcaklık farkından dolayı aynı sorunu çoğu kamereda yaşayabilirsiniz. Özellikle Sequence Generator veya benzeri yazılımları kullanıyorsanız soğutma işlemini zamana yayarak bu sorunun önüne geçebilirsiniz.

Tabletleri belli periyotlarda kurutmanız gerekebilir.

Sensör Özellikleri

Kamerada SONY tarafından üretilen IMX071 APS-C formatında sensör kullanılmış. ASI 1600 serisinde kullanılan Panasonic sensörün aksine bu sensör üzerindeki yansıma önleyici kaplama çok daha başarılı. Ayrıca sensörün önünde yer alan cam da AR kaplamalı olarak geliyor. Dolayısıyla özellikle filtre kullanımında büyük yıldızlar etrafında görülen halo efekti minimum seviyede. Bu açıdan bakıldığında ASI 1600 serisine göre çok daha başarılı sonuç elde edilmiş diyebiliriz.

Kameradaki sensör 16 MP çözünürlüğe ve  4.78 mikron piksel boyutuna sahip. Sensörün  fiziksel boyutları ise 23.6mm x 15.6mm. Dolayısıyla bu kamera ile 1.25″ formatındaki filtreleri vinyet etkisi olmadan kullanmak mümkün değil. Bu kamerayı almayı düşünüyorsanız kullanacağınız filtrelerin minimum 31mm boyutunda olmasına dikkat etmelisiniz.

APS-C formatında sensör oldukça büyük olduğundan sensörün ışık konisinin dışında kalmaması için filtre ve optik sistem tercihlerinize dikkat etmelisiniz.

Sensörün quantum efficiency yani ışığa olan hassasiyeti ise RGB kanaları için ortalama %50 civarında. Kameranın en zayıf özelliği ise bu değeri çünkü bu segmentteki bir kameranın daha yüksek bir hassasiyete sahip olması beklenebilir. Ancak her bir pikselin elektron toplama kapasitesi yani full-well capacity ise uzun süre pozlamalar için gayet yeterli. 46000e- kapasiteye sahip 4.78 mikron boyutundaki piksellerle sönük gök cisimlerini uzun süre pozlayabilirsiniz. Kamera ayrıca 14 bit dinamik genişliye sahip olduğundan ton geçişleri de tatmin edici. Işık kirliliği olmayan bölgelerde düşük gain ayarları ile uzun pozlama yaptığınız zaman çok başarılı sonuçlar elde edebilirsiniz. Işık kirliliği olan bölgelerde ise arkaplan parlamasını minimuma indirgemek için yüksek gain ve kısa pozlamaları tercih ederek yine güzel sonuçlar alınabiliyor.

Kendi denemelerimde unity gain ayarında 10 dakikalık pozlamalarda yıldızların renklerinde bozulma yaşamadan görüntüleme yapabildim. Işık kirliliği durumu, takip sisteminizin ve optik sisteminizin özelliklerine göre daha uzun süreli pozlamalar da rahatlıkla yapılabilir.

Sensör IR dalga boyunu geçirgen olduğu için kamera ile birlikte UV/IR block filtre kullanmanız gerekiyor. Çoğu ışık kirliliği filtresi bu dalga boylarını engellediği için UV/IR block ve ışık kirliliği filtresini aynı anda kullanmanıza gerek yok. Eğer filtresiz çekim yapacaksanız mutlaka bir UV/IR block filtre kullanmanız şart. Aksi takdirde IR  ışımanın görünür ışık bandından  farklı dalga boyuna olması nedeniyle özellikle yıldızların etrafında ciddi bozulmalar oluşacaktır.

Sensör 2.3e- read noise  ve özellikle sıfır derece ve altında çok düşük dark current değerlerine sahip. Bunda ayrıca kullanılan 256 MB önbelleğin ve elektronik devrenin de payı büyük. Gerek üreticinin sağladığı dark karelerde gerekse kendi çektiğim dark karelerde amp glow adı verilen datanın okunması sırasında oluşan ve kareye yansıyan parlamalar görülmedi. Belli bir seviyeye kadar oluşan bu etki normal olarak kabul edilmekte ve dark karelerle kalibrasyon yapılarak light karelerden temizlenebilmektedir.

Sensör sıcaklığı düştükçe dark current miktarı da ciddi miktarda azalıyor. Özellikle 0 derece ve altında bu değer sıfıra yaklaşıyor.

Paket İçeriği

Kamera ile birlikte saklama çantası, M42-M48 çevirici, 2 metre USB 3.0 kablo , T2 –  21mm ve M48  – 16.5 mm uzatma adaptörü, 2″sensör kapağı, 2 adet USB 2.0 kablo ve alyan anahtarı çıkıyor.

Çoğu odak düşürücünün 55mm lik backfocus mesafesini sağlamak için verilen adaptörler uygun bir şekilde ayarlanmış. Bilindiği üzere odak düşürücü ile kamera sensörü arasında 55mm lik mesafenin sağlanması odak düşürücünün görüntüde bozulma yapmadan çalışması için çok önemli. Bu nedenle kamerayı mercekli teleskoplarda böyle bir sisteme bağlarken bu mesafeye dikkat etmeniz gerekiyor.

55mm backfocus mesafesini paket içeriğindeki adaptörlerle sağlayabileceğiniz gibi kendi optik bileşenlerinizle de ölçüm yaparak farklı adaptörlerle oluşturabilirsiniz.
Ek ara bileşen olmadan standart 55mm baglantı şeması.

Kameraya Özel Optimum Pozlama Süreleri:

Bilindiği üzere astrofotoğrafçılıkta sinyal gürültü değeri ne kadar yüksekse o kadar temiz ve yüksek kontrast oranına sahip görüntü elde edilir. Kameranın gain ayarını yükseltmek bir fotonun çevrildiği elektron sayısını arttırmakta, unity gain yani referans değerde ise bir foton bir elektrona denk gelmektedir. (e-/ADU conversion). Gain yani ISO değeri arttıkça görüntüdeki dinamik aralık azalacağı için görüntünün kontrast oranı düşecek ve ton geçişleri keskinleşecektir. Bu nedenlerle hem kameranın bit aralığı (ASI 071 için 14 bit) hem de uygun poz ve gain ayarı önemlidir. Burada iki temel kuraldan bahsedilebilir:

Işık kirliliğinin az olduğu bölgelerde arkaplan ışıması da az olacağı için dinamik aralığı ve sinyal gürültü oranını yüksek tutmak için gain değeri de düşük tutularak uzun pozlama yapmak daha mantıklıdır. Ancak ışık kirliliği yüksek bir yerden çekim yapıyorsanız gökcismiyle beraber atmosferdeki toz ve nemin yansıttığı yapay ışıma da fotoğrafa etki edeceği için poz süresini yüksek gain ayarıyla birlikte kullanıp daha çok kare çekerek (dithering mutlaka yapılmalıdır) daha yüksek sinyal gürültü değerine ulaşılabilir.

Aşağıdaki tabloda optik sisteminizin hızına, ışık kirliliği miktarına ve gain ayarına göre değişkenlik gösteren optimum pozlama süreleri verilmiştir. Bu formülün her koşulda birebir çalışması beklenemeyeceği için en azından başlangıç olarak referans alınabilir. Burada dikkat etmeniz gereken çektiğiniz karenin mean ADU değerinin içinde bias sinyalinin de olduğudur. Örneğin SGP de çektiğiniz bir kare size 1000 mean adu değeri veriyorsa bunun içinde ASI071 için yaklaşık 270adu kadar da bias sinyalinin olduğudur.

Mean değeri: Bir karede  piksellerin ortalama arkaplan adu değeridir.Başka bir deyişle histogramın peak değerine ulaştığı nokta olarak da tanımlanabilir.

Örneğin tabloda 400 adu değeri optimum poz süresi olarak verildiyse çektiğiniz karenin 400+270 = 670 adu değeri civarında olması gerekir. Bu değerler yıldızların aşırı pozlanmadan optimum sinyal gürültü değerine ulaşabileceğiniz anlamına geliyor. Tabi burada dikkat edilmesi gereken bir husus da kameranın 14 bit olduğu ancak SGP nin veriyi 16 bit’e çevirdiğidir. Dolayısıyla tabloda verilen değerleri 14 bitten 16 bite çevirmek için 4 ile çarpmanız gerekmektedir.

Bu durumda tablodaki 14 bitlik 400 değerine ilave olarak 270 adu bias sinyali ile birlikte toplam 670 değerine ulaşıyoruz. SGP de ise almamız gereken değer 670 x 4 = 2680 adu olmalıdır.

Eğer bu teknik açıklamalardan dolayı kafanız çok karıştıysa histogramı kontrol ederek pozlama sürenizi takip edebilirsiniz 🙂

Kamera İle Çekilen Görüntüler

Kendi kullandığım sistemle çektiğim bazı kareleri aşağıda görebilirsiniz. Optik sistemim Meade 130mm APO f/7 – 0.8x odak düşürücü ile f/5.6 değerinde olup görütüleme sırasında genellikle HUTECH IDAS LPS D1 filtre kullanıldı.

Her bir kare için EXIF bilgisini ve detayları instagra.com/murat.sana adresinden inceleyebilirsiniz.

Sonuç

1480 USD fiyatıyla APS-C formatındaki kamera yeni çıkan ASI 2600 modeline göre uygun fiyatıyla çok daha makul bir seçenek olarak karşımıza çıkıyor. Aktif soğutma sistemi, üzerinde yer alan USB 2.0 hub, ön tanımlı yazılımsal ayarları ile gain-offset ayarıyla uğraşmanıza gerek kalmadan rahatlıkla görüntüleme yapabileceğiniz kamera özellikle DSLR makineden geçiş yapacak kullanıcılar için en mantıklı tercihlerden biri olarak görülebilir. Sensörün mono versiyonu üretilmediği için mono tercihinde başka modellere yönelmeniz gerekiyor.

Artıları:

  • Başarılı soğutma sistemi (Delta-T : 35 derece)
  • Rakiplerine göre uygun fiyatı
  • USB 3.0 baglantı arabirimi
  • Ağırlık
  • 256 MB tampon bellek

Eksileri:

  • Sadece AR kaplama olması. UV/IR kaplama yok.
  • Sensör haznesi izolasyonu daha başarılı olabilirdi.
  • Düşük hassasiyet (QE:%50)
Share:

Author: Murat Sana

1 thought on “ZWO ASI 071MC PRO CMOS Kamera İncelemesi

  1. Sevgili Murat, eline sağlık, gayet güzel bir yazı hazırlamışsın. Kameranın tüm özelliklerine değinmişsin. Türkçe bu tür yazılar, ülkemizde gelişmekte olan genç gökyüzü fotoğrafçıları için çok değerlidir. Teşekkürler…

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir